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“基因型特定性”的模拟实验研究

  • 投稿凭江
  • 更新时间2015-09-03
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   本实验用粉红色塑料口杯代表雄性生殖器官,蓝色塑料口杯代表雌性生殖器官;口杯中的一个玻璃珠代表一个配子;蓝色代表显性基因(A),白色代表隐性基因(a);两个玻璃珠组合代表受精卵。用不同玻璃珠的随机结合模拟生物生殖过程中,雌雄配子的随机结合,并进一步验证个体基因型的特定性,为遗传病概率计算体系提供实验依据。
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  1 实验设计
  1.1 实验材料
   蓝色和白色玻璃珠各140粒、蓝色和粉红色塑料口杯(直径10 cm、高度10 cm)各7个。记录用的纸和笔。
  1.2 分组
   受材料所限,各班分为8人/组,共7组/班,每组蓝色和粉红色塑料口杯各一个。
  1.3 实验步骤
  1.3.1 教师示范部分
   (1) ① 在蓝色和粉红色塑料口杯中都放入蓝色玻璃珠20粒。
   ② 摇动两个口杯,使口杯中玻璃珠充分混合。
   ③ 分别从两个口杯内随机抓取一个玻璃珠,组合在一起,记下两个玻璃珠的颜色组合。
   ④ 将抓取的玻璃珠放回原来的口杯中,摇匀,按步骤3重复做10次。
   (2) ① 在蓝色和粉红色塑料口杯中都放入乳白色玻璃珠20粒。
   同(1)②~④。
   (3) ① 在蓝色口杯中放蓝色玻璃珠20粒、在粉红色口杯中放入乳白色玻璃珠20粒或者在蓝色口杯中放乳白色玻璃珠20粒、在粉红色口杯中放入蓝色玻璃珠20粒。
   同(1)②~④。
  1.3.2 学生活动部分
   (1) ① 在蓝色和粉红色塑料口杯中,放入蓝色和乳白色玻璃珠各10粒。
   同1.3.1(1)②~④。
   (2) ① 在蓝色和粉红色塑料口杯中,放入蓝色和乳白色玻璃珠各10粒。
   ② 摇动两个口杯,使口杯中玻璃珠充分混合。
   ③ 分别从两个口杯内随机抓取一个玻璃珠,组合在一起,记下两个玻璃珠的颜色组合(每人仅仅抓取一次)。
  2 实验结果与分析
  2.1 杯子中玻璃珠单颜色条件下,抓取次数对结果的影响
   杯子中玻璃珠颜色为单一的条件下,教师示范抓取的球色组合结果如表1所示。由表1可见,当杯子中玻璃珠颜色单一时,如果两杯子中的玻璃珠,全为同一颜色时,抓取的玻璃珠色组合始终为蓝蓝或白白,即和杯中玻璃珠色保持一致;如果两杯子中的玻璃珠,分别为不同颜色时,抓取的玻璃珠色组合始终为蓝白,即为两杯中两种球色的组合。抓取的球色组合结果是唯一的,与抓取的次数无关。
  2.2 杯子中玻璃珠双颜色条件下,抓取次数对结果的影响
   每个杯子中玻璃珠颜色为蓝和白的条件下,学生抓取多次的球色组合结果如表2所示。由表2可见,当两杯子中的玻璃珠的颜色为不同颜色组合,即杯子中玻璃珠颜色蓝和白时,抓取的球色组合结果存在三种情况:蓝蓝、蓝白、白白。抓取次数对结果的影响较大,抓取次数越多,蓝蓝、蓝白、白白的比例越接近1∶2∶1。
   每个杯子中玻璃珠颜色为蓝和白的条件下,学生仅仅抓取一次的球色组合结果如表3所示。由表3可见,当两杯子中的玻璃珠都为不同颜色的组合,且抓取一次时,抓取的玻珠色组合也有三种情况:蓝蓝或白白或蓝白,但每人抓取的结果只能为其中之一。
  3 实验结论
   当双亲都为纯合体(AA或aa)时,如果双亲基因型相同,则所有后代个体的基因型相同且为纯合体(AA或aa),如果双亲为一显(AA)一隐(aa)纯合体,则所有后代个体的基因型也相同且为杂合体(Aa)。
   当双亲都为杂合体时,后代个体中基因型存在三种:显性纯合(AA)、杂合(Aa)、隐形纯合(aa)。某个个体的基因型只能是AA、Aa、aa三种中的一种。当后代个体足够多时,显性纯合个体数(AA)∶杂合个体数(Aa)∶隐形纯合个体(aa)≈1∶2∶1。
   总之,孟德尔分离比是一个“群体”层次上的统计结果,适用于“群体”研究,不适用于个体。对于一个客观存在的个体而言,其本身不存在孟德尔分离比,其基因型只能是三种基因型中的一个,即对于一个个体而言,其基因型具有特定性。